ANSYS基础教程,各类动力学分析的基本步骤
ansys动力学分析简介
教程目标
培训（教程）结束后，您将能够利用ANSYS做以下工作： • • • 模态、谐波、瞬态和谱分析的前处理、求解和后处理 重启动允许从已存在载荷历程的时间点或恢复不收敛的求解继续求解 使用模态叠加方法可以减少瞬态或谐响应分析的求解时间
培训手册
Ansys80动力学培训教程——段志东制作
•
•
使用模态综合法求解大模型模态
动力学
A. 定义、目的和特点
什么是动力学分析？ •
培训手册
Ansys80动力学培训教程——段志东制作
用来确定惯量（质量/转动惯量）和阻尼起重要作用时结构或构件动力学 行为的技术 通常有两类研究对象：一类是在运动状态下工作的机械或结构，另一类 是承受动力载荷作用的工程结构 。
•
•
“动力学行为” ，如：
1-21
动力学 - 基本定义和术语
…建模注意事项
非线性（大变形，接触，塑性等等） • • 仅在完全瞬态动力学分析中允许使用。
培训手册
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在其他动力学类型中（如模态、谐波分析、频谱分析以及简化的模态叠 加瞬态分析等），非线性问题均被忽略掉，也就是说，在整个求解过程 中一直保持最初的非线性状态。
培训手册
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可轻松处理非线性问题（无收敛问题 ） 积分时间步Dt 必须很小(1e-6或9 秒较 典型） 对于短时间的瞬态分析有效，如波的 传播、冲击载荷以及高度非线性问题 （如金属成型） 这种方法不是我们主要讨论的。它将 在ANSYS-LS/DYNA 中详细讲解。
1-18
动力学 - 基本定义和术语
…求解方法
隐式求解方法 • • • • • 要求矩阵求逆 非线性要求平衡叠代（收敛问题） 积分时间步Dt可以很大，但由于收敛问 题而受到限制。 除了Dt 要求很小的情况外，隐式积分法 对多数问题都有效。 这种方法是我们主要讨论的。 • • • • 显式求解方法 不要求矩阵求逆
ansys动力学分析全套讲解
第一章模态分析§1.1模态分析的定义及其应用模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性（固有频率和振型），即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。
同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。
ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。
前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。
ANSYS产品家族中的模态分析是一个线性分析。
任何非线性特性，如塑性和接触（间隙）单元，即使定义了也将被忽略。
ANSYS提供了七种模态提取方法，它们分别是子空间法、分块Lanczos法、PowerDynamics法、缩减法、非对称法、阻尼法和QR阻尼法。
阻尼法和QR阻尼法允许在结构中存在阻尼。
后面将详细介绍模态提取方法。
§1.2模态分析中用到的命令模态分析使用所有其它分析类型相同的命令来建模和进行分析。
同样，无论进行何种类型的分析，均可从用户图形界面（GUI）上选择等效于命令的菜单选项来建模和求解问题。
后面的“模态分析实例（命令流或批处理方式）”将给出进行该实例模态分析时要输入的命令（手工或以批处理方式运行ANSYS时）。
而“模态分析实例（GUI方式）” 则给出了以从ANSYS GUI中选择菜单选项方式进行同一实例分析的步骤。
（要想了解如何使用命令和GUI选项建模，请参阅<<ANSYS建模与网格指南>>）。
<<ANSYS命令参考手册>>中有更详细的按字母顺序列出的ANSYS命令说明。
§1.3模态提取方法典型的无阻尼模态分析求解的基本方程是经典的特征值问题：其中：=刚度矩阵,=第阶模态的振型向量（特征向量）,=第阶模态的固有频率（是特征值）,=质量矩阵。
（完整版）ansys动力学瞬态分析详解
（完整版）ansys动⼒学瞬态分析详解§3.1瞬态动⼒学分析的定义瞬态动⼒学分析（亦称时间历程分析）是⽤于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动⼒学响应的⼀种⽅法。
可以⽤瞬态动⼒学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作⽤下的随时间变化的位移、应变、应⼒及⼒。
载荷和时间的相关性使得惯性⼒和阻尼作⽤⽐较重要。
如果惯性⼒和阻尼作⽤不重要，就可以⽤静⼒学分析代替瞬态分析。
瞬态动⼒学的基本运动⽅程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些⽅程可看作是⼀系列考虑了惯性⼒（[M]{}）和阻尼⼒（[C]{}）的静⼒学平衡⽅程。
ANSYS程序使⽤Newmark时间积分⽅法在离散的时间点上求解这些⽅程。
两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。
§3.2学习瞬态动⼒学的预备⼯作瞬态动⼒学分析⽐静⼒学分析更复杂，因为按“⼯程”时间计算，瞬态动⼒学分析通常要占⽤更多的计算机资源和更多的⼈⼒。
可以先做⼀些预备⼯作以理解问题的物理意义，从⽽节省⼤量资源。
例如，可以做以下预备⼯作：1.⾸先分析⼀个较简单模型。
创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最⼩的代价深⼊的理解动⼒学认识，简单模型更有利于全⾯了解所有的动⼒学响应所需要的。
2.如果分析包括⾮线性特性，建议⾸先利⽤静⼒学分析掌握⾮线性特性对结构响应的影响规律。
在某些场合，动⼒学分析中是没必要包括⾮线性特性的。
3.掌握结构动⼒学特性。
通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。
同时，固有频率对计算正确的积分时间步长⼗分有⽤。
4.对于⾮线性问题，考虑将模型的线性部分⼦结构化以降低分析代价。
<<⾼级技术分指南>>中将讲述⼦结构。
§3.3三种求解⽅法瞬态动⼒学分析可采⽤三种⽅法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。
ANSYS 分析基本步骤
第一章 A ＮSYS 分析基本步骤(黑小2)本章目标(黑小３)学习完本章后,学员应该能够初步掌握A ＮSY Ｓ分析问题得基本操作步骤、(揩小4)L ｅss ｏn A 。
分析过程2—1。
ANSYS 分析过程中得三个主要步骤。
2—2. ANSYS 分析步骤在G ＵI 中得体现。
Les ｓon Ｂ、 文件管理2-3。
A ＮSYS 文件系统:ａ. ANSYS 在分析过程中怎样使用文件。
ﻩﻩb 、 ＡNSYS 使用得文件名称得格式。
ﻩﻩc.确定 AN ＳYS 默认得文件名。
2－4。
A ＮＳYS 得数据库:a.ＡNSYS 数据库中存储得数据.ﻩb 。
ﻩ数据库得存储操作。
ﻩc 、 数据库得恢复操作、ﻩﻩd 。
ﻩ怎样通过存储及恢复数据库文件修改错误.L ｅsson Ｃ、 AN ＳY Ｓ分析基本步骤训练 ２—５。
ＡNSYS 分析过程实例演练、L ｅs ｓo ｎ Ａ. 分析过程A ＮＳY Ｓ分析采用得就是有限元分析技术、在分析时,必须将实际问题得模型转化为有限元模型。
有限元分析(FEA) 就是对物理现象(几何及载荷工况)得模拟,就是对真实情况得数值近似。
通过划分单元,求解有限个数值来近似模拟真实环境得无限个未知量。
1-1、 ANSYS 分析过程中得三个主要步骤、ObjectiveLesson Objectives1、 创建有限元模型 – 创建或读入几何模型. – 定义材料属性。
– 划分单元 (节点及单元)。
2、 施加载荷进行求解 – 施加载荷及载荷选项. – 求解.3。
查瞧结果 – 查瞧分析结果、– 检验结果. (分析就是否正确)分析得三个主要步骤可在主菜单中得到明确体现。
主菜单中各部分得顺序基本上就是按着常规问题分析顺序设置得。
1.建立有限元模型2.施加载荷求解3.查看结果主菜单1。
第一步创建有限元模型之主菜单体现主要部分:2-2、 ANSYS 分析步骤在GUI 中得体现、Procedure1、 、、、、、2、 、第二步施加荷载求解之主菜单体现主要部分: 第三步查瞧结果之主菜单体现主要部分:Ｌes ｓo ｎ Ｂ. 文件管理ＡNSYS 文件及工作文件名:ＡNSY Ｓ在分析过程中需要读写文件。
ansys 第3讲 基本步骤
• 输入数据 - 必须输入的信息 (模型尺寸、材料属性、载荷等 模型尺寸、 模型尺寸 材料属性、载荷等). • 结果数据 - ANSYS计算的数值 (位移、应力、应变、温度等 位移、 计算的数值 位移 应力、应变、温度等).
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ANSYS数据库 ANSYS数据库 (续)
2-4b. 存储数据库操作.
使用带有两个关键点的线模拟梁， 使用带有两个关键点的线模拟梁，梁的高度及横截面积 将在单元的实常数中设置. 将在单元的实常数中设置
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练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
b. 输入关键点编号 1. c. 输入 输入x,y,z坐标 0,0,0. 坐标 d. 选择 Apply. e. 输入关键点编号 2. f. 输入 输入x,y,z坐标 坐标72,0,0 . 坐标 g. 选择 OK. h. Main Menu: Preprocessor > Modeling- Create > Lines- Lines > Straight Line 解释
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ANSYS数据库 ANSYS数据库 (续)
2-4c. 恢复数据库操作.
Objective
恢复操作将数据库文件中的数据读入内存中，在这个过程中， 恢复操作将数据库文件中的数据读入内存中，在这个过程中，将首先清除目前 内存中的数据，将之替换成数据库文件中的数据. 内存中的数据，将之替换成数据库文件中的数据
在练习之后， 在练习之后，数值解将与用弹性梁理论 计算的解析解进行对比. 计算的解析解进行对比
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练习 - 悬壁梁(续)
交互操作
1. 启动 ANSYS. 以交互模式进入ANSYS，工作 以交互模式进入 ， 文件名为beam. 文件名为 解释
ansys基本过程手册
ANSYS使用手册第1章开始使用ANSYS1.1完成典型的ANSYS分析ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，包括从简单线性静态分析到复杂的非线性瞬态动力学分析。
在ANSYS分析指南手册中有关于它开展不同工程应用领域分析的具体过程。
本章下面几节中描述了对绝大多数分析皆适用的一般步骤。
一个典型的ANSYS分析过程可分为三个步骤：●建立模型●加载并求解●查看分析结果1.2建立模型与其他分析步骤相比，建立有限元模型需要花费ANSYS用户更多时间。
首先必须指定作业名和分析标题，然后使用PREP7前处理器定义单元类型、单元实常数、材料特性和几何模型。
1.2.1 指定作业名和分析标题该项工作不是强制要求的，但ANSYS推荐使用作业名和分析标题。
1.2.1.1定义作业名作业名是用来识别ANSYS作业。
当为某项分析定义了作业名，作业名就成为分析过程中产生的所有文件名的第一部分（文件名）。
（这些文件的扩展名是文件类型的标识，如.DB）通过为每一次分析给定作业名，可确保文件不被覆盖。
如果没有指定作业名，所有文件的文件名均为FILE或file（取决于所使用的操作系统）。
可按下面方法改变作业名。
●进入ANSYS程序时通过入口选项修改作业名。
可通过启动器或ANSYS执行命令。
详见ANSYS 操作指南。
●进入ANSYS程序后，可通过如下方法实现：命令行方式：/FILENAMEGUI：Utility Menu>File>Change Jobname/FILENAME命令仅在Begin level（开始级)才有效，即使在入口选项中给定了作业名，ANSYS 仍允许改变作业名。
然而该作业名仅适用于使用/FILNAME后打开的文件。
使用/FILNAME命令前打开的文件，如记录文件Jobname.LOG、出错文件Jobname.ERR等仍然是原来的作业名。
1.2.1.2 定义分析标题/TITLE命令(Utility Menu>File>Change Title)可用来定义分析标题。
ANSYS瞬态动力学分析理论基础
•ANSYS瞬态动力学分析理论基础本文主要介绍了ansys软件进瞬态动力分析与计算的理论，通过介绍使读者可以更好的理解软件和操作软件以便进行相关的分析。
一假设和限制1、系统的初始条件已知，即速度和位移。
2、结构瞬态分析中当需要时可以考虑陀螺或科里奥力效应。
二结构和其他二阶系统分析对于线性结构的瞬态动力学平衡方程：(1)ANSYS里使用两种方法求解方程(1)：向前差分时间积分和Newmark积分（包括改进后的算法称为HHT）。
向前差分方法适用于求解显示的瞬态分析。
Newmark和HHT方法使用隐式方法来求解瞬态问题。
Newmark方法使用有限差分法，在一个时间间隔内有，(2)(3)其中：α，δ：Newmark积分参数我们主要的目的就是计算下一时刻的位移u n+1，则在t n+1时刻的控制方程(1)为：(4)为了求解u n+1，可以把(2)和(3)重新排列，得(5)(6)其中：注意到(5)代入到(6)中，则，可以通过u n+1求出。
由(5)、(6)和(4)得(7)一旦求出u n+1，速度和加速度可以利用(5)和(6)求得。
对于初始施加于节点的速度或加速度可以利用位移约束并利用(3)计算得到。
根据Zienkiewicz的理论，利用(2)和(3)式得到的Newmark求解方法的无条件稳定必须满足：(8)Newmark参数根据下式输入：(9)其中：γ：振幅衰减因子通过观察(8)和(9)可以发现无条件稳定也可以表述为，并且γ≥0。
因此只要γ≥0，则求解就是稳定的。
对于压电分析参数设置为：α=0.25；δ=0.5并且θ=0.5。
通常情况下衰减因子γ=0.005。
当γ=0时即α=0.25，δ=0.5时Newmark方法为平均加速度法。
由于平均加速度法在位移幅值误差方面不产生任何数值阻尼。
如果其他方面也没有阻尼，缺乏数值阻尼在高频结构计算中会产生不可接受的数值噪声。
我们期望有一定水平的数值阻尼并且通过设置γ＞0来实现。
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第17章-流体动力学分析
第17章 流体动力学分析 计算流体动力学分析（机进行数值计算，模拟流体流动时的各种相关物理现象，包括流动、热传导、声场等。
计算流体动力学分析广泛应用于航空航天器设计、★ 掌握流体动力学分析的基础理论。
17.1 流体动力学基础对于所有流动，都需要求解质量和动量守恒方程。
对于包含传热或可压性流动，还需要增加能量守恒方程。
如果是湍流问题，还要选择求解相应的湍流模型。
17.1.1 质量守恒方程适合可压和不可压流动的质量守恒形式为：m i iS u x t =∂∂+∂∂)(ρρ 式中：ρ为密度，t 为时间，i u 为速度张量，i x 为坐标张量。
等式左边第1项是密度变化率，当求解不可压缩流动时该项为零；第2项是质量流密度的散度；右边的源项m S 是稀疏相增加到连续相中的质量，如液体蒸发变成气体或者质量源项，在单相流中，该源项为零。
17.1.2 动量守恒方程在惯性坐标系下，i 方向的动量守恒方程为：第17章 流体动力学分析i i jij i j i j i F g x x p u u x u t ++∂∂+∂∂−=∂∂+∂∂ρτρρ)()( 式中：ρ为密度；t 为时间；i u 、j u 为速度张量；i x 、j x 为坐标张量；i g ρ为重力体积力；p 是静压；i F 是重力体积力和其他体积力（如源于两相之间的作用），i F 还可以包括其他模型源项或者自定义的源项；ij τ是应力张量，定义为：ijl l i j j i ij x u x u x u δμμτ∂∂−⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂=32 式中：μ为流体粘性系数。
通过求解能量方程，可以计算流体和固体区域之间的传热问题。
能量守恒方程形式如下： h eff ij j j j j i eff i i i S u J h x T k x p E u x E t ++−∂∂∂∂=+∂∂+∂∂∑′′′)(())(()(τρρ 式中：T 为温度；k k k t eff +=，为有效导热系数（湍流导热系数根据湍流模型来定义）；j J ′是组分j ′的扩散通量。
ANSYS分析的基本步骤.ppt
ANSYS分析的基本步骤
Objective
有限元分析
ANSYS
有限元分析(FEA) 是对物理现象（几何及载荷工况）的 模拟，是对真实情况的数值近似。通过划分单元，求解 有限个数值来近似模拟真实环境的无限个未知量。
ANSYS的分析方法
Objective
1. 创建有限元模型 创建或读入几何模型. 定义材料属性. 划分单元 (节点及单元).
h. Main Menu: Preprocessor > Modeling- Create > Lines- Lines > Straight Line
ANSYS
建议在分析过程中，隔一段时间存储一次数据库文件.
在进行不清除后果的（例如划分网格）或会造成重大 影响的（例如删除操作）操作以前，最好先存储一下 数据库文件.
如果在进行一个操作以前刚刚存储完数据库，您可以 选择工具条中的RESUME_DB，进行 “undo”。
ANSYS文件指南
ANSYS
立即保存数据库到 jobname.db文件 中，其中jobname为工作文件名。
弹出一个对话框，允许将数据库存储到 另外名字的文件上。 (注意在ANSYS 中， “Save as” 只将数据库拷贝到另 外一个文件名上，并不改变当前的工作 文件名).
ANSYS
ANSYS数据库 (续)
Objective
Objective
为了最大程度地减小由于误操作引起的文件覆盖等，我 们建议您培养以下习惯：
1) 针对每个分析项目，设置单独的子目录；
2) 每求解一个新问题使用不同的 工作文件名. 在AYSYS启动对话 框中设置工作文件名.
ANSYS的Output文件在交互操作中并不自动被写出，在 交互操作中，您必须用Utility Menu: File > Switch Output to > File把output写到一个文件中.
ansys动力学瞬态分析详解
§ 3.1瞬态动力学分析的定义瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。
可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。
载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。
如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。
瞬态动力学的基本运动方程是：［岡以+ ［汕］+因国二｛叫）｝其中：[M]=质量矩阵[C]=阻尼矩阵[K]=刚度矩阵｛」｝=节点加速度向量｛乂｝=节点速度向量｛u｝=节点位移向量在任意给定的时间一，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（［M］｛:: ｝）和-阻尼力（［C］｛ : ｝）的静力学平衡方程。
ANSY程序使用Newmar时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。
两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step ）。
§ 3.2学习瞬态动力学的预备工作瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。
可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。
例如，可以做以下预备工作：1. 首先分析一个较简单模型。
创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。
2. 如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。
在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。
3. 掌握结构动力学特性。
通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。
同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。
4. 对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。
<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。
§3.3 三种求解方法瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full ）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。
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ANSYS基础教程，各类动力学分析的基本步骤
因各类动力分析在求解过程和求解选项上有较大的区别，所以这
里将对其基本分析过程分别给予介绍。
模态分析的基本步骤
模态分析过程由四个主要步骤组成：
1．建模；
2．加载及求解；
3．扩展模态；
4．结果后处理。
模型的建立
建模过程和其它类型的分析类似，但应注意以下两点：
在模态分析中只有线性行为是有效的。如果指定了非线性单元，
将作为线性的来对待。 例如，如果模型中包含了接触单元，则系统
取其初始状态的刚度值并且不再改变此值。
材料性质可以是线性的或非线性的、各向同性的或正交各向异性
的、恒定的或和温度相关的。在模态分析中必须指定弹性模量EX(或
某种形式的刚度)和密度DENS(或某种形式的质量)，而非线性特性将
被忽略。 必须要对某些指定单元的实常数进行设置，如COMBIN7，
COMBIN37,contal174，TARGEL170。
加载并求解
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1．进入ANSYS求解器
命令：/SOLU
GUI：Main Menu | Solution
2．指定分析类型和分析选项
（1） 指定分析类型(ANTYPE)
选择新的分析类型为模态分析。在模态分析中Restart（重启动）
是无效的。如果需要施加不同的边界条件，则须做一次新的分析。
命令：ANTYPE
GUI：Main Menu | Solution | Analysis Type | New Analysis
（2）指定分析选项
通过GUI路径：Main Menu | Solution | Analysis Type |
Analysis Options打开模态分析(Modal Analysis)选项对话框，对
话框中主要有选项组。
Modal Extraction Method (模态提取方法)
用来指定合适的模态提取方法；
Number of Modes to Extract (模态提取阶数)
用来指定想要提取的模态阶数。该选项对除缩减法以外的所有模
态提取方法都是必须设置的。在用非对称法和阻尼法时，应该要求提
取比必要的阶数更多的模态以降低丢失模态的可能性。
Number of Modes to Expand (模态扩展数)
此选项只在采用缩减法、非对称法和阻尼法时要求设置。如果想
得到单元求解结果，则不论采用何种模态提取方法都需要打开
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“Calcucate elem results”项。
Mass Matrix Formulation (质量矩阵形成方式)
使用该选项可以选定采用缺省的质量矩阵形成方式（和单元类型
有关）或者集中质量阵近似方式。我们建议在大多数应用中采用缺省
形成方式。但对有些包含“薄膜”结构的问题，如细长梁或非常薄的
壳，采用集中质量矩阵近似经常可产生较好的结果。另外，用集中质
量阵时求解时间短，需要的内存少。
Prestress Effects Calculation (预应力影响计算)
选用该选项可以计算有预应力结构的模态。缺省的分析过程不包
括预应力，即结构是处于无应力状态。如果要在分析中包含预应力的
影响，则必须有先前在静力学或瞬态分析中生成的单元文件。如果预
应力效果选项是打开的，则当前及随后的求解过程中关于集中质量阵
的设置应和静力分析中关于集中质量阵的设置一致。
（3）指定模态提取方法的分析选项
在Modal Analysis (模态分析)选项对话框(见图10.3)中指定了
合适的模态提取方法及其它选项后单击“OK”按钮。一个对应于指定
的模态提取方法的关于其它分析选项的对话框将会出现(图10.4为
相应于子空间法的对话框)，对话框中主要给出了以下选择域的组合。
指定模态提取的频率范围，FREQB域指定第一频移点（低频）—
—特征值收敛最快的点。在大多数情况下不需要设置这个域，其缺省
值为-1。FREQE只在采用Reduced法时有效。
域：PRMODE
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要输出的缩减模态数。设置此选项后在Jobname.out（输出文件）
中会列出所设置数目的缩减振型。该选项只对Reduced法有效。
域：Nrmkey
关于振型归一化的设置。可选择是相对于质量矩阵[M]还是单位
矩阵进行归一化处理。如果准备在模态分析后进行谱分析或模态叠加
法分析，则应该选择相对于质量阵进行归一化处理。如要在随后得到
各阶模态的最大响应（模态响应），须用模态系数去乘振型。实现的
方法是用*GET命令（在谱分析完成后）查到模态系数并在SET命令
中将模态系数用做比例因子。
域：RIGID
设置提取对已知有刚体运动结构进行子空间迭代分析时的零频
模态。只对Subspace和PowerDynamics法有效。
域：SUBOPT
用来指定多种子空间迭代选项。此选项只对Subspace和
PowerDynamics法有效。
域：CEkey
用于指定处理约束方程的方法。可选的方法有Direct
elimination method（直接消去法），Lagrange
multiplier(quick)method（快速拉格朗日乘子法），Lagrange
multiplier (accurate) method(精确拉格朗日乘子法)。选项只对
Block Lanczos法有效。
3．定义主自由度
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当采用缩减(Reduced)模态提取法时，在ANSYS的菜单路径Main
Menu | Solution中将会多出一级定义主自由度的子菜单：Main Menu
| Solution | Moster DOFs。主自由度(MDOF)指能描述结构动力学特
性的“重要的”自由度。MDOF选取的规则是选择至少是感兴趣的模
态阶数的倍数目的MDOF。建议用命令M,MGEN根据对结构的动力学特
牲的了解定义尽可能多的MDOF，并用命令TOTAL让程序按照刚度/质
量比选取一些附加的主自由度。用命令MLIST可以列出已定义的
MDOF，用命令MDELE可以删除无关的MDOF。
4．在模型上加载
在典型的模态分析中唯一有效的“载荷”是零位移约束（如果在
某个DOF处指定了一个非零位移约束，程序将以零位移约束替代在该
DOF处的设置）。可以施加除位移约束之外的其它载荷，但它们将被
忽略。在未加约束的方向上，程序将计算刚体运动（零频）以及高阶
（非零频）自由体模态。表10.1给出了施加位移约束的命令。载荷
可以加在实体模型（点、线、面）上或加在有限元模型（点和单元）
上。其它类型的载荷：力、压力、温度、加速度等可以在模态分析中
指定，但在模态提取时将被忽略。程序会计算出相应于所加载荷的载
荷向量，并将这些向量写到振型文件jobname.MODE中以便在模态叠
加法谐响应分析或瞬态分析中使用。
指定载荷步选项
（1）阻尼选项
模态分析中唯一可用的载荷步选项是阻尼选项。通过GUI路径：
第 6 页 共 7 页
Main Menu | Solution | Load Step Opts | Time/Frequence | Damping
打开阻尼定义对话框，对话框中主要有选项组：
质量(Alpha)阻尼[ALPHAD]
刚度(Beta)阻尼[BETAD]
恒定阻尼比[DMPRAT]
阻尼只在用Damped模态提取法时有效（在其它模态提取法中阻
尼将被忽略）。如果包含了阻尼，且采用Damped模态提取法，则计
算出的特征值是复数解。
如果在模态分析后将进行单点响应谱分析，则在这样的无阻尼模
态分析中可以指定阻尼。虽然阻尼并不影响特征值解，但它将被用于
计算每个模态的有效阻尼比，此阻尼比将用于计算谱产生的响应。
（2）输出控制选项
输出控制Printed Output“OUTPR”:此选项用于指定输出文件
Jobname.OUT中包含的结果数据。
GUI：Main Menu-Solution-Load Step Opts-Output Ctrls-Solu
Printout
（3）参与系数表输出
参与系数列表显示提取的每个模态的参与系数、模态系数和质量
分布百分数。在总体直角坐标系三个轴向和转动方向上，均假设施加
单位位移谱激励，就计算出参与系数和模态系数。同时，列表显示缩
减质量分布。当使用实特征值模态提取法（如子空间法、分块Lanczos
法或QR阻尼法）进行模态分析时，将计算转动参与系数。
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6．开始求解计算
命令：SOLVE
GUI：Main Menu | Solution | -Solve-Current LS
求解输出的内容主要是固有频率，固有频率被写到输出文件
Jobname.OUT及振型文件Jobname.MODE中。输出内容也可以包含缩
减的振型和参与系数表，这取决于对分析选项和输出控制的设置。由
于振型现在还没有被写到数据库或结果文件中，因此，还不能对结果
进行后处理。要进行后处理，则还需对模态进行扩展。
7．退出SOLUTION
命令：FINISH
GUI：Main Menu | Finish